Otimização de antenas Vivaldi antipodais com estruturas RSIW.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: CARNEIRO, Priscilla Kadja Pontes de Melo. lattes
Orientador(a): SERRES, Alexandre Jean René. lattes, HERBSTER, Adolfo Fernandes. lattes
Banca de defesa: FREIRE, Raimundo Carlos Silvério., QUEIROZ, Wamberto José Lira de., NETO, Alfredo Gomes., D'ASSUNÇÃO , Adaildo Gomes.
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
Departamento: Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Antenas Vivaldi antipodais
Micro-ondas
Banda larga
Guias de ondas integrados ao substrato
Antipodal Vivaldi antennas
Microwave
Broadband
Substrate-integrated waveguides
Área do conhecimento CNPq:
Engenharia Elétrica.
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/41092
Resumo: Este trabalho descreve o desenvolvimento, otimização e análise de antenas Vivaldi antipodais utilizando a estrutura RSIW (Ridge Substrate Integrated Waveguide) para possíveis aplicações na área de geração de imagens por micro-ondas. A estrutura em questão é composta por vias metálicas e postes cilíndricos metálicos de altura reduzida inseridos no dielétrico. As simulações foram realizadas utilizando o software ANSYS® Electronics Desktop, integrado à linguagem de programação Python. A otimização do projeto foi conduzida por meio de algoritmos genéticos (GA), visando alcançar o projeto com o melhor desempenho. O desempenho é aprimorado quando fendas são inseridas no elemento irradiante. A antena proposta foi projetada para uma frequência de ressonância de 4 GHz e foi fabricada em FR4 (εr=4,4 e tanδ=0,02). A antena é comparada a uma antena Vivaldi antipodal (AVA – Antipodal Vivaldi Antenna) alimentada por SIW (Substrate Integrated Waveguide). A estrutura proposta teve a otimização da largura de banda de 4,09 GHz, um aumento de ganho de 1,41 dB e uma redução na largura de feixe de meia potência de 10°. Os resultados medidos mostram uma boa concordância com as simulações, validando o procedimento de projeto.
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A otimização do projeto foi conduzida por meio de algoritmos genéticos (GA), visando alcançar o projeto com o melhor desempenho. O desempenho é aprimorado quando fendas são inseridas no elemento irradiante. A antena proposta foi projetada para uma frequência de ressonância de 4 GHz e foi fabricada em FR4 (εr=4,4 e tanδ=0,02). A antena é comparada a uma antena Vivaldi antipodal (AVA – Antipodal Vivaldi Antenna) alimentada por SIW (Substrate Integrated Waveguide). A estrutura proposta teve a otimização da largura de banda de 4,09 GHz, um aumento de ganho de 1,41 dB e uma redução na largura de feixe de meia potência de 10°. Os resultados medidos mostram uma boa concordância com as simulações, validando o procedimento de projeto.This work describes the development, optimization, and analysis of antipodal Vivaldi antennas using the RSIW (Ridge Substrate Integrated Waveguide) structure for potential microwave imaging applications. The structure consists of metallic-vias and cylindrical metallic posts with reduced height inserted into the dielectric. Simulations were performed using the ANSYS® Electronics Desktop software, integrated with Python programming language. The design optimization was carried out through genetic algorithms (GA) to achieve the best performing design. Performance is enhanced when slots are inserted into the radiating element. The proposed antenna was designed for a resonance frequency of 4 GHz and fabricated using FR4 (εr=4.4 and tanδ=0.02). The antenna is compared to an antipodal Vivaldi antenna (AVA – Antipodal Vivaldi Antenna) fed by SIW (Substrate Integrated Waveguide). The proposed structure achieved a bandwidth optimization of 4.09 GHz, a gain increase of 1.41 dB, and a reduction in the half-power beamwidth by 10°. The measured results show a good agreement with the simulations, validating the design procedure.Submitted by Michelle Lima (michelle.lima@ufcg.edu.br) on 2025-03-17T13:45:51Z No. of bitstreams: 1 PRISCILLA KADJA PONTES DE MELO CARNEIRO - TESE (PPGEE) 2024.pdf: 3682983 bytes, checksum: 1d1e1d88e80792c72a1cae234b9b2ff7 (MD5)Made available in DSpace on 2025-03-17T13:45:51Z (GMT). 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Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGTEXTPRISCILLA KADJA PONTES DE MELO CARNEIRO - TESE (PPGEE) 2024.pdf.txtPRISCILLA KADJA PONTES DE MELO CARNEIRO - TESE (PPGEE) 2024.pdf.txttext/plain127543https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/41092/3/PRISCILLA+KADJA+PONTES+DE+MELO+CARNEIRO+-+TESE+%28PPGEE%29+2024.pdf.txt3a86d1e650d30cbea2474d4a8670d0e3MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/41092/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALPRISCILLA KADJA PONTES DE MELO CARNEIRO - TESE (PPGEE) 2024.pdfPRISCILLA KADJA PONTES DE MELO CARNEIRO - TESE (PPGEE) 2024.pdfapplication/pdf3682983https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/41092/1/PRISCILLA+KADJA+PONTES+DE+MELO+CARNEIRO+-+TESE+%28PPGEE%29+2024.pdf1d1e1d88e80792c72a1cae234b9b2ff7MD51riufcg/410922025-11-18 04:17:11.446oai:dspace.sti.ufcg.edu.br:riufcg/41092Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-11-18T07:17:11Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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